地铁列车运行对沿线环境的振动影响实测与数值模拟的研究

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地铁列车运行对其邻近建筑结构产生的振动影响已成为发展城市地下轨道交通及其沿线建筑设施的突出问题之一。本文结合实际工程项目,通过现场实测和数值模拟手段对典型的地铁邻近建筑结构受地铁列车运行产生振动影响的工程案例进行研究,分析了地铁列车运行对邻近建筑结构产生的振动影响规律。针对具体工程需求对地铁列车运行产生的振动进行了振动影响评估及减少地铁列车运行产生振动措施的研究,本文主要研究工作包括:(1)对广州市地铁6号线列车运行引起沿线某商住楼项目场地内土体和建筑结构桩基础产生的振动进行实际测量,研究了地铁列车运行引起该工程沿线土体和建筑结构桩基础产生振动的主要行为规律和特点,给出了广州市地铁6号线列车运行对其邻近商住楼地下商业广场产生振动影响的评估及建议。(2)对深圳市地铁9号线列车运行引起沿线某地铁车站站台层产生的振动进行实际测量,对地铁列车运行产生的振动的优势频段与列车运行状态进行了相关性分析,得出站台层受地铁列车运行产生振动影响的特征规律。(3)基于广州市地铁6号线列车运行引起沿线某商住楼项目产生振动影响的实测评估,采用有限元软件MIDAS GTS NX建立列车—隧道—土体—建筑结构的三维有限元模型,研究了采用有限元软件对类似工程项目进行三维有限元模型数值模拟的方法,进行了移动列车荷载的动力时程分析,将模型计算所得到的振动响应值和实测数据的振动响应值进行了对比,对实测结果与计算结果之间的偏差进行了原因分析,验证了模拟方法的可行性和正确性。(4)利用上述三维有限元模型数值模拟的方法进行实例应用分析,预测拟建广佛环线地铁列车运行可能对沿线某研究中心内建筑结构产生的振动响应,研究了地铁列车运行对该研究中心内建筑结构产生振动影响的规律,针对模拟结果结合相关规范及实验设备正常工作要求进行了振动影响评价。(5)针对广佛环线地铁列车运行对该研究中心内框架结构建筑产生的振动影响,通过改变三维有限元模型参数,将动力时程分析结果与标准模型计算结果进行对比分析,研究地铁列车运行引起框架结构建筑产生振动的响应规律,提出了减少建筑结构振动响应的建议。
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